EP4394360A1 - Procédé d`analyse d`un objet comportant plusieurs couches superposèes, par mesures de réflectance optique - Google Patents

Abstract

Procédé de détermination d'une variation de propriétés d'absorption d'un objet (20), entre un premier instant (t1) et un deuxième instant (t2), l'objet comportant une couche superficielle (L1) et une couche profonde (L2), le procédé comportant :- a) illumination de l'objet par une source de lumière (10), émettant un faisceau d'illumination (11) formant une zone (12) à la surface de l'objet ;- b) détection de photons rétrodiffusés par l'objet, les photons rétrodiffusés détectés émanant d'une zone de détection (14₁, 14₂, 14₃), la zone de détection étant située à une distance de détection de la zone d'illumination, la distance de détection étant choisie parmi, dans un ordre croissant :• une première distance de détection (d1), formant une première zone de détection ;• une deuxième distance de détection (d2) formant une deuxième zone de détection ;• une troisième distance de détection (d3), formant une troisième zone de détection ;

Description

DOMAINE TECHNIQUE
• Le domaine technique de l'invention concerne l'analyse d'un objet comportant deux couches superposées, par mesures de réflectance optique.
ART ANTERIEUR
• La spectroscopie de réflectance diffuse, usuellement désignée par l'acronyme DRS (Diffuse Reflectance Spectroscopy), est une technique d'analyse non destructive permettant d'estimer des propriétés de propagation de la lumière dans un objet analysé. Cette technique est par exemple décrite dans EP2762064 ou EP3054282 ou EP3054281 ou EP3311138 . Elle consiste à illuminer le milieu par un faisceau de lumière incident, et à détecter des photons rétrodiffusés par l'objet analysé, à distance du faisceau incident. Il est fréquent que la détection soit effectuée à différentes longueurs d'onde et ou à plusieurs distances du faisceau incident, de façon à obtenir des propriétés spectrales de propagation de la lumière dans l'objet analysé.
• Les propriétés de propagation de la lumière comprennent généralement des propriétés d'absorption et/ou des propriétés de diffusion de la lumière. Il s'agit notamment de coefficients d'absorption ou de diffusion, ces derniers représentant respectivement des probabilités d'absorption et de diffusion d'un photon par unité de longueur. L'estimation des propriétés de propagation de la lumière, à certaines longueurs d'onde, permet une estimation d'une concentration d'analytes dans l'objet analysé. Ainsi, la DRS peut être utilisée pour estimer les concentrations d'Oxyhémoglobine et déoxyhémoglobine par exemple - permettant le calcul du taux d'oxygénation du tissu et l'estimation de la quantité de hémoglobine totale (oxyhémogobline + désoxyhémoglobine).
• Une difficulté peut survenir lorsque l'objet analysé n'est pas homogène, et comporte une couche superficielle sous laquelle s'étend une couche profonde. Afin de caractériser correctement la couche profonde, la contribution de la couche superficielle doit être prise en compte sous peine d'induire des erreurs d'estimation des concentrations d'analytes de la couche profonde. C'est d'autant plus vrai lorsque la couche superficielle évolue dans le temps : les changements de la couche superficielle peuvent être attribués à la couche profonde (ou réciproquement), ce qui peut induire de mauvais diagnostics ; lorsqu'il s'agit du compartiment extra-cérébral et cérébral par exemple, un faux négatif en cas d'hypoxie cérébrale peut avoir des conséquences cliniques et de prise en charge dramatiques.
• Dans le cas de l'examen pratiqué sur la tête d'un individu, il est nécessaire de caractériser, de façon indépendante, une couche superficielle, correspondant à un compartiment extra-cérébral (peau, crane, dure-mère, liquide céphalorachidien), et d'une couche profonde, correspondant au cortex. Une telle caractérisation indépendante permet de distinguer la survenue d'une variation systémique de propriétés optiques, affectant simultanément les deux couches, de la survenue d'une variation cérébrale, affectant uniquement le cortex.
• L'invention décrite ci-après répond à ce problème : il s'agit de séparer les contributions des couches superficielle et profonde de manière à estimer l'évolution des concentrations, en fonction du temps, d'un analyte dans les deux couches, l'analyte pouvant notamment être l'oxyhémoglobine ou la dé-oxyhémoglobine.
EXPOSE DE L'INVENTION
• Un premier objet de l'invention est un procédé de détermination d'une variation de propriétés d'absorption d'un objet, entre un premier instant et un deuxième instant, postérieur au premier instant, l'objet étant délimité par une surface, l'objet comportant une couche superficielle et une couche profonde, la couche superficielle s'étendant entre la surface et la couche profonde, le procédé comportant :
• a) illumination de l'objet par une source de lumière, la source de lumière émettant un faisceau d'illumination formant une zone d'illumination à la surface de l'objet ;
• b) détection de photons rétrodiffusés par l'objet, après s'être propagés dans l'objet, par un photodétecteur, les photons rétrodiffusés détectés émanant d'une zone de détection à la surface de l'objet, la zone de détection étant située à une distance de détection de la zone d'illumination, la distance de détection étant choisie parmi, dans un ordre croissant :
  • une première distance de détection, formant une première zone de détection ;
  • une deuxième distance de détection, formant une deuxième zone de détection ;
  • une troisième distance de détection, formant une troisième zone de détection ;
    la détection des photons générant un signal de détection ;
  le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte, chronologiquement, les étapes suivantes :
  • (i) : au premier instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant, lors de l'étape b), les photons rétrodiffusés au niveau de la deuxième et de la troisième zones de détection ;
  • (ii) : à partir des signaux de détection résultant de (i) :
    • prise en compte d'une propriété optique de diffusion dans l'objet ;
    • estimation d'un coefficient d'absorption de l'objet, la couche superficielle et la couche profonde étant considérées comme ayant le même coefficient d'absorption ;
  • (iii) : à partir du coefficient d'absorption résultant de (ii), estimation d'une distance moyenne parcourue par les photons, dans la couche superficielle, entre la zone d'illumination et la première zone de détection;
  • (iv) : au deuxième instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant, lors de l'étape b, les photons rétrodiffusés au niveau de la première zone de détection ;
  • (v) : à partir du signal de détection résultant de (iv), et de la distance moyenne résultant de (iii), estimation d'une variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle entre le premier instant et le deuxième instant ;
  • (vi) : au deuxième instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant, lors de l'étape b), les photons rétrodiffusés au niveau de la deuxième et de la troisième zones de détection ;
  • (vii) : à partir des signaux de détection résultant de (vi), et de la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle, résultant de (v), estimation du coefficient d'absorption dans la couche profonde au deuxième instant.
• L'étape (i) peut comporter :
• à partir des signaux de détection mesurés au niveau de la deuxième zone de détection et de la troisième zone de détection, au premier instant, détermination d'une variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au premier instant ;
• à partir de la variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au premier instant, première estimation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle et dans la couche profonde au premier instant ;
• application d'une première fonction de calibration d'absorption à la première estimation du coefficient d'absorption résultant de la sous-étape précédente, de façon à déterminer le coefficient d'absorption, dans la couche superficielle et dans la couche profonde, au premier instant.
• L'étape (vii) peut comporter :
• à partir des signaux de détection mesurés au niveau de la deuxième zone de détection et de la troisième zone de détection, au deuxième instant, détermination d'une variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au deuxième instant ;
• à partir de la variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au deuxième instant, première estimation du coefficient d'absorption dans la couche profonde au deuxième instant ;
• application d'une deuxième fonction de calibration d'absorption à la première estimation du coefficient d'absorption résultant de la sous-étape précédente, de façon à déterminer le coefficient d'absorption, dans la couche profonde, au deuxième instant, la deuxième fonction de calibration d'absorption prenant en compte la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle entre le premier instant et le deuxième instant.
• L'étape (vii) peut comporter :
• à partir de la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle résultant de (v), estimation d'une distance moyenne parcourue par les photons, dans la couche superficielle, entre la zone d'illumination et la première zone de détection, au deuxième instant ;
• calcul d'un ratio entre les distances moyennes parcourues par les photons résultant respectivement de la sous-étape précédente et de l'étape (ii) ;
• utilisation du ratio pour former la deuxième fonction de calibration d'absorption.
• Selon une possibilité,
• le procédé comporte une estimation du coefficient d'absorption, dans la couche superficielle, au deuxième instant ;
• la deuxième fonction de calibration d'absorption est établie à l'aide de modélisations ou de mesures expérimentales effectuées sur des fantômes, chaque fantôme comportant :
  • une couche superficielle, dont le coefficient d'absorption correspond au coefficient d'absorption estimé, dans la couche superficielle, au deuxième instant ;
  • une couche profonde, dont le coefficient d'absorption est variable entre les différents fantômes.
• Selon une possibilité
• la première distance de détection est inférieure à 2 cm ;
• les deuxième et troisième distances de détection sont supérieures à 2 cm.
• Un deuxième objet de l'invention est un dispositif destiné à être appliqué face à une surface d'un objet entre au moins un premier instant et un deuxième instant, le dispositif comportant :
• une source de lumière configurée pour émettre un faisceau d'illumination, formant une zone d'illumination, à la surface de l'objet ;
• un photodétecteur, configuré pour former un signal de détection à partir d'une détection de photons rétrodiffusés par l'objet, au niveau ;
  • d'une première zone de détection, s'étendant à une première distance de détection de la zone d'illumination ;
  • d'une deuxième zone de détection, s'étendant à une deuxième distance de détection de la zone d'illumination, la deuxième distance de détection étant supérieure à la première distance de détection ;
  • d'une troisième zone de détection , s'étendant à une troisième distance de détection de la zone d'illumination, la troisième distance de détection étant supérieure à la deuxième distance de détection ;
• une unité de traitement, programmée pour mettre en oeuvre les étapes (ii), (iii), (v) et (vii) d'un procédé selon le premier objet de l'invention à partir de signaux de détection formés par le photodétecteur :
  • lors de l'étape (ii), à partir de photons détectés au niveau des deuxième et troisième zone de détection ;
  • lors l'étape (v), à partir de photons détectés au niveau de la première zone de détection ;
  • lors de l'étape (vii), à partir de photons détectés au niveau des deuxième et troisième zones de détection.
• La première distance de détection peut être inférieure à 2 cm. Les deuxième et troisième distances de détection peuvent être supérieures à 2 cm.
• L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous.
FIGURES
• La figure 1A schématise un dispositif permettant une mise en oeuvre de l'invention.
• La figure 1B montre une zone d'illumination et une zone de détection formées à la surface d'un échantillon.
• La figure 2 montre les principales étapes permettant une mise en oeuvre de l'invention.
• La figure 3 représente un exemple de fonction de calibration d'absorption.
• La figure 4 montre un exemple de détermination d'une fonction de correction.
• Les figures 5A à 5D montrent des résultats obtenus, par simulation, en mettant en oeuvre l'invention selon une première configuration.
• Les figures 6A à 6D montrent des résultats obtenus, par simulation, en mettant en oeuvre l'invention selon une deuxième configuration.
• Les figures 7A à 7D montrent des résultats obtenus, par simulation, en mettant en oeuvre l'invention selon une troisième configuration.
EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
• La figure 1A représente un dispositif 1 configuré pour estimer des propriétés optiques d'absorption dans un objet 20. Dans cet exemple, l'objet est un tissu biologique, par exemple une partie de la tête d'un individu, animal ou être humain.
• Le dispositif comporte une source de lumière 10. La source de lumière est configurée pour émettre un faisceau lumineux 11, se propageant en direction de l'objet 20 à analyser. L'échantillon 20 est délimité par une surface 21. L'intersection du faisceau d'illumination 11 et de la surface 21 de l'échantillon forme une zone d'illumination 12, spatialement délimitée. La zone d'illumination est de préférence ponctuelle : elle est par exemple inscrite dans un cercle de diamètre inférieur à 1mm, voire inférieur à quelques centaines de µm, par exemple 100 µm ou 1 mm. La zone élémentaire d'illumination 12 est représentée sur la figure 1B.
• La source de lumière peut être disposée au contact de l'objet 20 ou à distance de ce dernier. La source de lumière peut être un laser, une LED ou OLED (ou tout autre source de photons). Dans l'exemple représenté, la source de lumière est disposée à distance de l'échantillon. Le faisceau lumineux 11 est transporté jusqu'à la surface 21 de l'échantillon par une fibre optique d'illumination 10'. La source de lumière peut être filtrée en longueur d'onde par un filtre 10_f.
• Les photons formant le faisceau d'illumination 11 se propagent dans le tissu biologique à analyser. Le tissu biologique 20 est formé d'un milieu diffusant, susceptible d'absorber les photons, les propriétés de propagation des photons dans le milieu dépendant notamment de propriétés d'absorption ou de diffusion dans le milieu. De façon usuelle, les propriétés d'absorption peuvent être quantifiées par un coefficient d'absorption linéaire µ_a (λ). De façon connue, le coefficient d'absorption linéaire quantifie une probabilité d'absorption par le milieu par unité de longueur, à la longueur d'onde λ. Il est usuellement exprimé en cm^-1. Les propriétés de diffusion peuvent être quantifiées par un coefficient de diffusion µ_s (λ) ou un coefficient de diffusion réduit µ_s'(λ), qui quantifient une probabilité de diffusion par le milieu par unité de longueur, à la longueur d'onde λ. Il est usuellement exprimé en cm^-1.
• Le dispositif comporte au moins trois photodétecteurs élémentaires 16₁, 16₂, 16₃ formant un photodétecteur 16.Les photons détectés par le photodétecteur 16 émanent d'une zone élémentaire de détection 14 à la surface 21 de l'échantillon 20. La zone de détection 14 est de préférence ponctuelle, en étant, à l'instar de la zone d'illumination 12, inscrite dans un diamètre inférieur à 1 mm voire à 250 µm. La zone de détection 14 est séparée de la zone d'illumination 12. La distance entre la zone d'illumination 12 et la zone de détection 14 est une distance détection d. Elle peut être de quelques centimètres ou de l'ordre du centimètre, voire peut être inférieure à 1 cm.
• Chaque photodétecteur peut être un ou plusieurs pixels d'un capteur d'image, un compteur de photons, un photodétecteur organique, une photodiode (ou tout autre composant permettant la détection de photons)
• Le dispositif est configuré pour former :
• une première zone de détection 14₁, s'étendant à une première distance de détection d1 de la zone d'illumination ;
• une deuxième zone de détection 14₂, s'étendant à une deuxième distance de détection d2 de la zone d'illumination, la deuxième distance de détection étant supérieure à la première distance de détection ;
• une troisième zone de détection 14₃, s'étendant à une troisième distance de détection d3 de la zone d'illumination, la troisième distance de détection étant supérieure à la deuxième distance de détection.
• Selon une possibilité, le nombre de zones de détection peut être supérieur à 3, en particulier lorsque le nombre de couches à caractériser est supérieur à 2.
• Dans le cas d'une étude sur tête d'un foetus ou d'un enfant, la première distance d₁ peut être inférieure à 1 cm. Les deuxième et troisième distances peuvent être supérieures à 1 cm, par exemple d₂ = 2.25 cm et d₃ = 2.5 cm.
• Dans le cas d'une tête d'adulte, la première distance d₁ peut être de l'ordre de 1 cm. Les deuxième et troisième distances peuvent être supérieures ou égales à 3 cm, par exemple d₂ = 3 cm et d₃ = 3.5 cm.
• Le choix des distances d₁, d₂ et d₃ dépend de l'épaisseur de la couche superficielle. La première distance d₁ est définir de façon que les photons rétrodiffusés dans la première zone de détection aient essentiellement traversé la couche superficielle. Les distances d₂ et d₃ sont choisies de façon à ce que la majorité des photons détectés aient traversé la couche profonde. On comprend que ces distances sont définies au cas par cas, selon la géométrie et les propriétés optiques de l'objet à caractériser. Ces distances dépendent donc des propriétés optiques et de l'épaisseur de la couche superficielle.
• Sur la figure 1A, les trajets 13₁, 13₂ et 13₃ correspondent à des trajets moyens parcourus par les photons respectivement détectés au niveau des zones de détection 14₁, 14₂, 14₃.
• Dans le mode de réalisation de l'invention, la source de lumière émet selon une longueur d'onde d'illumination pouvant correspondre à une longueur d'onde d'absorption de la désoxyhémoglobine (λ=750 nm) et/ou de l'oxyhémoglobine (λ=850 nm). Cela permet l'estimation de concentrations en désoxyhémoglobine et oxyhémoglobine à partir des coefficients d'absorption mesurés, selon des relations connues de l'homme du métier.
• Le dispositif comporte une unité de traitement 18. L'unité de traitement comporte un microprocesseur programmé pour mettre en oeuvre les étapes décrites par la suite, en lien avec la figure 2, à partir de signaux de détection détectés par le photodétecteur suite à une illumination de l'objet par la source de lumière.
• Le dispositif est appliqué contre la surface 21 d'un objet 20, ce dernier comportant une couche superficielle L1 et une couche profonde L2. La couche superficielle est interposée entre la surface de l'objet et la couche profonde. Par couche, on entend une partie macroscopique de l'échantillon dans laquelle les propriétés optiques sont considérées comme homogènes.
• L'objet 20 peut par exemple être un organe, par exemple une tête. Dans ce cas, la couche superficielle 21 correspond à une couche extra-cérébrale (peau+ graisse + crane+ dure-mère+ Liquide céphalo rachidien) et la couche profonde correspond à une couche cérébrale (cortex).
• Il est connu qu'en utilisant des signaux de détection détectés au niveau de différentes zones de détection, on peut estimer les propriétés optiques, en particulier le coefficient d'absorption, d'un objet.
• Par exemple, la technique de spectroscopie de réflectance diffuse (SRS - Spatially resolved spectroscopy), est une approche « multi distances », qui permet d'estimer un coefficient d'absorption, par exemple pour déterminer un niveau de saturation d'oxygène.
• D'une façon générale, chaque mesure de réflectance consiste à mesurer le signal rétrodiffusé par le milieu, émanant d'une zone de détection située à une distance de détection de la zone d'illumination. On obtient ainsi un signal de détection S(d, λ, t), dépendant du nombre de photons rétrodiffusés à la distance de détection. Le signal de détection est mesuré par le photodétecteur. Il s'agit cependant d'un signal de détection brut, qu'il est préférable de corriger.
• Une première correction consiste à corriger l'offset (courant d'obscurité) de l'instrument, selon l'expression : $$S_c\left(d,\lambda ,t\right)=S\left(d,\lambda ,t\right)-S_{\mathit{offset}}\left(\lambda \right)$$

  
• Où S_offset (λ) est un signal d'obscurité, détecté alors que la source est éteinte. Cela correspond au bruit de détection associé à la chaine de mesure.
• Une deuxième correction consiste à prendre en compte une dérive potentielle de la source de lumière 10, formant la zone d'illumination. Il s'agit de tenir compte d'une variation de la quantité de photons formant le faisceau d'illumination. Pour cela, une fibre de retour d'excitation 15 relie directement la source de lumière à un photodétecteur 16₀. Le photodétecteur est ainsi configuré pour mesurer la quantité de lumière formant le faisceau d'illumination S _c,0 (λ, t)
• La réflectance correspond à un ratio entre S_c (d, λ, t) et S _c,0(λ, t) explicité selon l'expression : $$R\left(d,\lambda ,t\right)=\frac{S_c\left(d,\lambda ,t\right)}{S_{c,0}\left(\lambda ,t\right)}$$

  
• L'absorbance de l'objet, à la distance de détection d, est obtenue selon l'expression : $$A\left(d,\lambda ,t\right)=\mathit{DO}=-{\mathit{log}}_{10}\left(R\left(d,\lambda ,t\right)\right)$$

  
• Selon l'approche « multi distances », on dispose de signaux de détection mesurés selon différentes distances de détection, par exemple d et d'. On obtient ainsi autant d'estimations de l'absorbance, à chaque distance de détection. Les coefficients µ_a et µ' _s sont reliés à l'absorbance par la relation : $${\mu }_a\mu {\prime }_s\approx \frac{1}{3}{\left(\mathit{ln}\left(10\right)\frac{\partial A}{\partial d}-\frac{2}{d}\right)}^2$$

  

  avec $$\frac{\partial A}{\partial d}\sim \frac{\mathit{\Delta A}}{\mathit{\Delta d}}=\frac{A\left(d,\lambda ,t1\right)-A\left(d\prime ,\lambda ,t1\right)}{d-d\prime }$$

  
• Si l'un des coefficients est connu, par exemple µ' _s , on peut déduire µ_a de (4) et (5).
• Une telle approche convient lorsque l'objet analysé est considéré comme homogène. Sur un objet non homogène, comportant une couche superficielle et une couche profonde, cette approche peut être appliquée pour déterminer le µ_a de la couche profonde, sous réserve que la couche superficielle soit suffisamment fine, typiquement inférieure à 0.5 cm ou 0.6 cm et les distances d2 et d3 suffisamment grandes Dans ce cas, la variation spatiale de l'absorbance ΔA permet de s'affranchir de la contribution de la couche superficielle , considérée comme identique en d2 et d3. En pratique (exemple de la tête d'enfant/adulte), cette correction ne permet pas de s'affranchir totalement de la contribution de la couche superficielle (voir exemple décrit en lien avec les figures 5A à 5D).
• Selon une autre approche, dite MBL (Beer Lambert modifiée - Modified Beer Lambert), le coefficient d'absorption peut être estimé, à partir d'une absorbance A(d ) estimée selon une distance de détection d, par $$A\left(d\right)=\frac{1}{\mathit{ln}\left(10\right)}\left({\mathrm{\mu }}_{a}d\mathit{DPF}+G\right)$$

  

  où DPF est un chemin moyen parcouru dans l'objet, par les photons formant le signal de détection
• G est une constante dépendant de la diffusion du milieu et de la géométrie du dispositif. La constante G peut être éliminée en déterminant une variation temporelle de l'absorbance ΔA(t1, t2 ) entre deux instants t1 et t2. $$\mathit{\Delta A}\left(t1,t2\right)=\frac{1}{\mathit{ln}\left(10\right)}d1\mathit{DPF}\Delta {\mathrm{\mu }}_a\left(L1,t1,t2\right)$$

  
• Où Δµ _a (L1, t1, t2 ) correspond à une variation de µ_a(L1) entre les instants t1 et t2 dans la couche superficielle L1.
• La méthode MBL a déjà été mise en oeuvre en combinant une courte distance de détection et une longue distance de détection, de façon à corriger la contribution de la couche superficielle dans l'estimation de l'absorption d'une couche profonde. Cependant, on a montré que cette méthode présente des limites, en particulier lorsque les variations temporelles du coefficient d'absorption sont de même type dans la couche profonde et dans la couche superficielle. Dans une telle situation, la couche profonde peut être « sur-corrigée » par la couche superficielle. De ce fait, une variation de l'absorption dans la couche profonde peut être masquée. Ainsi, en cas de survenue d'une hypoxie dans la couche superficielle et la couche profonde, l'hypoxie de la couche profonde peut être sous-estimée, voire non détectée.
• L'approche MBL associée à la distance courte permet cependant de caractériser la couche superficielle de l'objet.
• La figure 2 illustre les principales étapes de l'invention. Le dispositif utilisé permet de combiner les deux approches précédemment décrites (SRS et MBL), par le recours à une première distance de détection faible (i-e généralement < 1 cm) et deux distances de détection plus élevées (2 cm >d2>d3). Cela permet de combiner la méthode SRS en mettant en oeuvre les signaux de détection détectés aux distances de détection d₂ et d₃, et la MBL, en mettant en oeuvre un signal détecté à la distance de détection d₁.
Etape 100 : initialisation. Cette étape est effectuée à un premier instant t1
• Au cours d'une étape 100, on prend en compte une hypothèse selon laquelle l'objet est homogène : la couche superficielle et la couche profonde sont considérées comme présentant les mêmes propriétés optiques de diffusion et d'absorption.
• On prend en compte un coefficient de diffusion réduit µs' déterminé a priori. Le document EP3054281 décrit une méthode permettant de déterminer le coefficient de diffusion réduit d'un milieu. Des modèles empiriques analytiques peuvent être utilisés.
• Au cours de cette étape, on effectue une mesure de la réflectance selon deux distances de détection élevées, c'est-à-dire la deuxième distance d2 et la troisième distance d3.
• A partir des signaux détectés S(d2, λ, t1) et S(d3, λ, t1), on met en oeuvre les expressions (1) à (3) pour obtenir des absorbances A(d2, λ, t1) et A(d3, λ, t1). $${\mu }_a\left(\widetilde{L1},t1\right)\mu {\prime }_s={\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)\mu {\prime }_s\approx \frac{1}{3}{\left(\mathit{ln}\left(10\right)\frac{\partial A}{\partial d}-\frac{2}{d}\right)}^2$$

  

  dérivé de (4) avec $$\frac{\partial A}{\partial d}\sim \frac{\mathit{\Delta A}}{\mathit{\Delta d}}=\frac{A\left(d3,\lambda ,t1\right)-A\left(d2,\lambda ,t1\right)}{d3-d2}$$

  

  dérivé de (5)
• ${\mu }_a\left(\widetilde{L1},t1\right)$
  
  est une estimation, au premier ordre, du coefficient d'absorption µ_a (L1, t1) de la couche superficielle L1, à l'instant t1 ;
• ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$
  
  est une estimation, au premier ordre, du le coefficient d'absorption µ _a(L2, t1) de la couche profonde L2, à l'instant t1 ;
• Par hypothèse : µ_a (L1, t1) = µ_a (L2, t1) ${\mu }_a\left(\widetilde{L1},t1\right)$
  
  et ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$
  
  sont déduits de l'expression (10) sachant que µ' _s est connu.
• µ_a (L1, t1) et µ_a(L2, t1) et se déduisent de ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

  

  et ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

  

  en prenant en compte une première fonction de calibration d'absorption, établie sur la base de modélisations et/ou de fantômes de calibration en prenant en compte des coefficients µ_a et µ' _s connus. La fonction de calibration d'absorption permet de prendre en compte la réponse instrument, en particulier lorsque des fantômes connus sont utilisés, ou si la réponse instrument est prise en compte dans la modélisation.
• La figure 3 illustre un exemple de fonction de calibration d'absorption linéaire, de type : $${\mu }_a=a_0\widetilde{{\mu }_a}+b_0$$

  
• En appliquant cette fonction à ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

  

  (ou à ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

  

  ), on obtient µ_a (L1, t1) et µ_a (L2, t1).
• Sur la figure 3, l'axe des ordonnées correspond à la vraie valeur µ_a et l'axe des abscisses correspond à la valeur $\widetilde{{\mu }_a}$

  

  résultant de la combinaison des expressions (10) et (11), à partir de signaux de détection mesurés sur fantômes homogènes ou modélisés. Par fantôme homogène, on entend un fantôme dont les propriétés optiques sont homogènes. Les scalaires a ₀ et b ₀ sont des paramètres de la fonction de calibration d'absorption.
• Suite à l'étape 100, on dispose d'une estimation du coefficient µ_a de la couche superficielle L1 et de la couche profonde L2 à l'instant t₁.
• Etape 110 : évaluation du chemin moyen des photons dans la couche superficielle, à l'instant t1.
• Au cours de cette étape, on détermine le chemin moyen parcouru par les photons dans la couche superficielle, entre la zone d'illumination et la zone de détection correspondant à une distance de détection faible, c'est-à-dire la première distance de détection d1. La première distance de détection d₁ est choisie de façon que les photons détectés à cette distance soient essentiellement représentatifs de la couche superficielle. Sur la figure 1B, on a représenté le trajet moyen 13₁ des photons détectés à la première distance de détection.
• Le chemin moyen, noté DPF, acronyme de (Differential Pathlenght Factor), parcouru peut être estimé, en première approximation, selon l'expression : $$\widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t1\right)=\frac{1}{2}{\left(\frac{3{\mathrm{\mu }}_s^{\prime }}{{\mu }_a\left(L1,t1\right)}\right)}^{1/2}\left(1-\left(\frac{1}{1+d1{\left(3{\mu }_a\left(L1,t1\right){\mu }_s^{\prime }\right)}^{1/2}}\right)\right)$$

  
• L'expression (13) a été décrite dans Scholkmann, F., & Wolf, M. General équation for the differential pathlength factor of the frontal human head depending on wavelength and age, 2013.
• Cependant, l'expression analytique (13) est valable pour des grandes distances de détection, typiquement supérieures à 1 cm ou 2 cm. Or, la première distance de détection est généralement inférieure à 1 cm. Pour des distances de détection inférieures, il est possible d'appliquer un facteur de correction k, de telle sorte que $$\mathit{DPF}\left(d1,t1\right)=k\times \widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t1\right)$$

  
• La figure 4 montre l'évolution du facteur de recalage (axe des ordonnées) en fonction de la distance de détection (axe des abscisses - unité cm). La courbe de la figure 4 a été obtenue par simulations.
Etape 120 : détermination d'une variation du coefficient d'absorption de la couche superficielle à un instant t2
• L'étape 120 est mise en oeuvre à un deuxième instant t2, postérieur à l'instant t1. L'instant t2 peut être postérieur de quelques minutes ou quelques dizaines de minutes ou quelques heures à l'instant t1.
• Au cours de cette étape, en utilisant le DPF(d1, t1) résultant de l'étape 110, on détermine le coefficient d'absorption de la première couche, à l'instant t2, selon l'expression : $$A\left(d1,t2\right)=\frac{1}{\mathit{ln}\left(10\right)}\left({\mathrm{\mu }}_a\left(d1\right)d1\mathit{DPF}\left(d1,t1\right)+G\right)$$

  
• Comme précédemment décrit, en lien avec (6), la constante G peut être éliminée en déterminant une variation de l'absorbance ΔA(t1, t2 ) entre les instants t1 et t2. $$\mathrm{\Delta }A\left(t1,t2\right)=\frac{1}{\mathit{ln}\left(10\right)}d1\mathit{DPF}\Delta {\mathrm{\mu }}_a\left(L1,t1,t2\right)$$

  
• Où Δµ _a (L1, t1, t2) correspond à une variation de µ _a (L1) entre les instants t1 et t2 dans la couche superficielle L1.
• La mise en oeuvre des expressions (15) et (16) suppose que la variation du DPF soit considérée comme négligeable entre les instants t1 et t2.
• Etape 130 mise à jour du coefficient d'absorption de la couche profonde à l'instant t2.
• Cette étape vise à tenir compte de la variation du coefficient d'absorption, dans la couche superficielle, pour estimer le coefficient d'absorption dans la couche profonde à l'instant t2.
• De même que dans l'étape 100, on effectue une mesure de la réflectance au niveau des distances de rétrodiffusion d₂ et d₃.
• Ainsi, $${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)\mu {\prime }_s\approx \frac{1}{3}{\left(\mathit{ln}\left(10\right)\frac{\partial A}{\partial d}-\frac{2}{d}\right)}^2$$

  

  avec $$\frac{\partial A}{\partial d}\sim \frac{\mathrm{\Delta }A}{\mathrm{\Delta }d}=\frac{A\left(d3,\lambda ,t2\right)-A\left(d2,\lambda ,t2\right)}{d3-d2}$$

  
• L'expression (17) permet d'obtenir ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)$

  

  , qui est une estimation au premier ordre du coefficient d'absorption µ _a (L2, t2)dans la couche profonde L2 à l'instant t2.
• Selon la même approche que décrite dans l'étape 110, le recours à une fonction de calibration d'absorption, dite deuxième fonction de calibration d'absorption, prenant en compte la réponse instrument, est nécessaire de façon à déterminer µ _a (L2, t2). Un aspect important de l'invention est de prendre en compte que l'absorption dans la couche superficielle peut être différente de l'absorption dans la couche profonde (modèle bi-couche) pour établir la deuxième fonction de calibration d'absorption.
• A l'instant t1, la fonction de calibration est linéaire, de type $${\mathrm{\mu }}_a\left(L2,t1\right)={\mathit{fa}}_0{\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)+c_0$$

  

  où f et c₀ sont des scalaires.
• Les paramètres fa ₀ et c₀ sont déterminés sur la base de modélisations et/ou de mesures réalisées sur des fantômes bicouches, comportant une couche superficielle, dont le coefficient d'absorption est µ _a (L1, t1), et une couche profonde de la même épaisseur que l'objet analysé, et de préférence les mêmes propriétés de diffusion.
• Or, d'après (12), $${\mathrm{\mu }}_a\left(L2,t1\right)=a_0{\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)+b_0$$

  
• En combinant (19) et (20), on obtient : $${\mathrm{\mu }}_a\left(L2,t1\right)={\mathit{fa}}_0{\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)+\left(1-f\right){\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)+b_0$$

  
• L'expression (21) est une expression analytique, correspondant à une fonction de calibration d'absorption, à l'instant t1, permettant de déterminer µ _a (L2, t1) à partir de ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

  

  ,selon un modèle bicouche. Si elle est établie à partir d'essais expérimentaux, elle prend en compte la réponse instrument. Sinon, il est préférable d'introduire la réponse instrument dans la modélisation
• A l'instant t2, l'expression (21) doit être corrigée, de façon à prendre en compte l'évolution de µ _a (L1) entre les instants t1 et t2.
• A l'instant t2, la fonction de calibration d'absorption devient : $${\mathrm{\mu }}_a\left(L2,t2\right)={\mathit{gfa}}_0{\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)+\left(1-f\right){\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)+b_0$$

  

  $$\mathrm{Avec}g=\frac{\widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t2\right)}{\widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t1\right)},$$

  

  avec $$\widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t1\right)=\frac{1}{2}{\left(\frac{3{\mathrm{\mu }}_s^{\prime }}{{\mu }_a\left(L1,t1\right)}\right)}^{1/2}\left(1-\left(\frac{1}{1+d1{\left(3{\mu }_a\left(L1,t1\right){\mathrm{\mu }}_s^{\prime }\right)}^{1/2}}\right)\right)$$

  

  $$\widetilde{\mathit{DPF}}\left(d1,t2\right)=\frac{1}{2}{\left(\frac{3{\mathrm{\mu }}_s^{\prime }}{{\mu }_a\left(L1,t2\right)}\right)}^{1/2}\left(1-\left(\frac{1}{1+d1{\left(3{\mu }_a\left(L1,t2\right){\mathrm{\mu }}_s^{\prime }\right)}^{1/2}}\right)\right)$$

  
• Le terme g traduit la prise en compte de l'évolution de l'absorption dans la couche superficielle entre les instants t1 et t2.
• Ainsi, à partir de ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)$

  

  résultant de (17), on applique (21), de façon à estimer µ _a (L2, t2), la variation de µ _a (L1), entre les instants t1 et t2, dans la couche superficielle L1 étant prise en compte dans le terme multiplicatif g.
• Selon une autre possibilité, on détermine une fonction de correction, de type : $${\mathrm{\mu }}_a\left(L2,t2\right)=a{\prime }_0{\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)+b{\prime }_0$$

  

  a'₀ et b'₀ étant déterminés à partir de modélisations et de mesures expérimentales sur des fantômes bicouches, le µ _a de la couche profonde étant variable, la couche superficielle ayant un coefficient d'absorption µ_a(L1, t2), tel que : $${\mathrm{\mu }}_a\left(L1,t2\right)={\mathrm{\mu }}_a\left(L1,t1\right)+\Delta {\mathrm{\mu }}_a\left(L1,t1,t2\right)$$

  
Essais expérimentaux.
• On a simulé une mise en oeuvre de l'invention dans différentes configurations. Dans les configurations d'essai, on a pris en compte un tissu biologique, comportant une couche superficielle, d'épaisseur 0.5 mm, et une couche profonde et dont le coefficient de diffusion réduit était de 9.35cm^-1 à λ = 750 nm et 7.64 cm-1 à λ = 850 nm. On a simulé différents profils temporels du taux d'oxygénation (TOI) de la couche superficielle et de la couche profonde. TOI est un index d'oxygénation des tissus, tel que : $$\mathit{TOI}=\frac{\left[\mathit{HbO}2\right]}{\left[\mathit{HbO}2\right]+\left[\mathit{Hb}\right]}\times 100$$

  
• [HbO2] correspond à la concentration d'oxyhémoglobine
• [Hb] correspond à la concentration de déoxyhémoglobine.
• L'invention a été mise en oeuvre à un premier instant, qui correspond à t = 0, puis à différents instants successifs, jusqu'à t = 60. L'instant t1 correspond au premier instant. Les instants t2 correspondent à chaque instant de mesure jusqu'à t = 60. Les mesures simulées ont fait l'objet d'une addition d'un bruit : bruit photonique de type Poisson et bruit instrument de type gaussien.
• L'invention a été mise en oeuvre pour évaluer le coefficient d'absorption µ_a, à λ=750 nm et à λ=850 nm, au cours du temps, dans la couche superficielle et dans la couche profonde. A partir de µ_a, dans la couche superficielle et dans la couche profonde, on a estimé [HbO2] et [Hb] dans chacune de ces couches.
• Selon une première configuration, cf. figures 5A à 5D, l'oxygénation de la couche superficielle varie (cf. figure 5A), tandis que l'oxygénation de la couche profonde est constante (cf. figure 5B). Sur les figures 5A et 5B, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond au taux d'oxygénation défini dans (26).
• La figure 5C montre :
• le profil réel de [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe O1
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle par SRS: cf. courbe O2
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe O3
• le profil réel de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe D1
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle (méthode SRS dans cet exemple) : cf. courbe D2
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe D3.
• On observe que les courbes D3 et O3 sont plus proches des valeurs réelles D1 et O1.
• La figure 5D montre :
• la variation réelle [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe ΔO1
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔO2
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔO3
• la variation réelle de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe ΔD1
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔD2
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔD3.
• On observe que les courbes ΔD3 et ΔO3 sont plus proches des valeurs réelles ΔD1 et ΔO1.
• Selon une deuxième configuration, cf. figures 6A à 6D, l'oxygénation de la couche superficielle est stable (cf. figure 6A), tandis que l'oxygénation de la couche profonde varie (cf. figure 6B). Sur les figures 6A et 6B, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond au taux d'oxygénation défini dans (26).
• La figure 6C montre :
• le profil réel de [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe O1
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe O2
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe O3
• le profil réel de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe D1
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe D2
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe D3.
• Sur la figure 6C, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond aux concentrations estimées.
• On observe que les courbes D3 et O3 sont plus proches des valeurs réelles D1 et O1. Cela est dû au fait que l'invention permet une meilleure maîtrise de la concentration de Hb ou HbO2 dans la couche superficielle. Plus précisément, l'invention permet de prendre en compte la stabilité de l'absorption de la couche superficielle. Dans la méthode selon l'art antérieur, la variation de l'absorption dans la couche profonde est répartie à la fois dans la couche profonde et dans la couche superficielle.
• La figure 6D montre :
• la variation réelle [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe ΔO1
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔO2
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔO3
• la variation réelle de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe ΔD1
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔD2
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔD3.
• Sur la figure 6D, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond aux variations de concentrations estimées.
• On observe que les courbes ΔD3 et ΔO3 sont plus proches des valeurs réelles ΔD1 et ΔO1.
• Selon une troisième configuration, cf. figures 7A à 7D, l'oxygénation de la couche superficielle et l'oxygénation de la couche profonde varient (cf. figures 7A et 7B). Sur les figures 7A et 7B, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond au taux d'oxygénation défini dans (26).
• La figure 7C montre :
• le profil réel de [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe O1
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe O2
• les estimations de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe O3
• le profil réel de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe D1
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe D2
• les estimations de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe D3.
• Sur la figure 7C, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond aux concentrations estimées.
• On observe que les courbes D3 et O3 sont plus proches des valeurs réelles D1 et O1.
• La figure 7D montre :
• la variation réelle [HbO2] dans la couche profonde: cf. courbe ΔO1
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔO2
• les estimations de la variation de [HbO2] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔO3
• la variation réelle de [Hb] dans la couche profonde: cf. courbe ΔD1
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde sans prise en compte de la variation de µa dans la couche superficielle : cf. courbe ΔD2
• les estimations de la variation de [Hb] dans la couche profonde en mettant en oeuvre l'invention : cf. courbe ΔD3.
• Sur la figure 7D, l'axe des abscisses correspond au temps (unité arbitraire) et l'axe des ordonnées correspond aux variations de concentrations estimées.
• On observe que les courbes ΔD3 et ΔO3 sont plus proches des valeurs réelles ΔD1 et ΔO1.

Claims (8)

1. Procédé de détermination d'une variation de propriétés d'absorption d'un objet (20), entre un premier instant (t1) et un deuxième instant (t2), postérieur au premier instant, l'objet étant délimité par une surface (21), l'objet comportant une couche superficielle (L1) et une couche profonde (L2), la couche superficielle s'étendant entre la surface et la couche profonde, le procédé comportant :

   - a) illumination de l'objet par une source de lumière (10), la source de lumière émettant un faisceau d'illumination (11) formant une zone (12) à la surface de l'objet ;

   - b) détection de photons rétrodiffusés par l'objet, après s'être propagés dans l'objet, par un photodétecteur (16), les photons rétrodiffusés détectés émanant d'une zone de détection (14₁, 14₂, 14₃) à la surface de l'objet, la zone de détection étant située à une distance de détection de la zone d'illumination, la distance de détection étant choisie parmi, dans un ordre croissant :

   • une première distance de détection (d1), formant une première zone de détection ;

   • une deuxième distance de détection (d2) formant une deuxième zone de détection ;

   • une troisième distance de détection (d3), formant une troisième zone de détection ;

   la détection des photons générant un signal de détection ;

   le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte, chronologiquement, les étapes suivantes :

   - (i) : au premier instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant les photons rétrodiffusés au niveau de la deuxième et de la troisième zones de détection ;

   - (ii) : à partir des signaux de détection résultant de (i) :

   • prise en compte d'une propriété optique de diffusion dans l'objet ;

   • estimation d'un coefficient d'absorption de l'objet, la couche superficielle et la couche profonde étant considérées comme ayant le même coefficient d'absorption (µ _a (L1, t1), µ _a (L2, t1));

   - (iii) : à partir du coefficient d'absorption résultant de (ii), estimation d'une distance moyenne parcourue par les photons (DPF(d1, t1)), dans la couche superficielle, entre la zone d'illumination et la première zone de détection;

   - (iv) : au deuxième instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant les photons rétrodiffusés au niveau de la première zone de détection ;

   - (v) : à partir du signal de détection résultant de (iv), et de la distance moyenne résultant de (iii), estimation d'une variation du coefficient d'absorption (Δµ _a (L1, t1, t2)) dans la couche superficielle entre le premier instant et le deuxième instant ;

   - (vi) : au deuxième instant, mise en oeuvre des étapes a) et b) en détectant, lors de l'étape b), les photons rétrodiffusés au niveau de la deuxième et de la troisième zones de détection ;

   - (vii) : à partir des signaux de détection résultant de (vi), et de la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle, résultant de (v), estimation du coefficient d'absorption dans la couche profonde au deuxième instant (µ _a (L2, t2)).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (i) comporte :

   • à partir des signaux de détection mesurés au niveau de la deuxième zone de détection et de la troisième zone de détection, au premier instant, détermination d'une variation spatiale de l'absorbance de l'objet (ΔA) au premier instant (t1);

   • à partir de la variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au premier instant, première estimation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle ( ${\mu }_a\left(\widetilde{L1},t1\right)$

   

   ) et dans la couche profonde ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t1\right)$

   

   au premier instant ;

   • application d'une première fonction de calibration d'absorption à la première estimation du coefficient d'absorption résultant de la sous-étape précédente, de façon à déterminer le coefficient d'absorption (µ_a (L1, t1), µ_a (L2, t1)), dans la couche superficielle et dans la couche profonde, au premier instant.
3. Procédé selon la revendication 2, dans l'étape (vii) comporte :

   • à partir des signaux de détection mesurés au niveau de la deuxième zone de détection et de la troisième zone de détection, au deuxième instant, détermination d'une variation spatiale de l'absorbance de l'objet (ΔA), au deuxième instant (t2);

   • à partir de la variation spatiale de l'absorbance de l'objet, au deuxième instant, première estimation du coefficient d'absorption dans la couche profonde au deuxième instant ( ${\mu }_a\left(\widetilde{L2},t2\right)$

   

   );

   • application d'une deuxième fonction de calibration d'absorption à la première estimation du coefficient d'absorption résultant de la sous-étape précédente, de façon à déterminer le coefficient d'absorption, dans la couche profonde, au deuxième instant (µ _a (L2, t2)), la deuxième fonction de calibration d'absorption prenant en compte la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle entre le premier instant et le deuxième instant.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'étape (vii) comporte :

   - à partir de la variation du coefficient d'absorption dans la couche superficielle résultant de (v), estimation d'une distance moyenne parcourue par les photons, dans la couche superficielle, entre la zone d'illumination et la première zone de détection, au deuxième instant ;

   - calcul d'un ratio (g) entre les distances moyennes parcourues par les photons résultant respectivement de la sous-étape précédente et de l'étape (ii) ;

   - utilisation du ratio pour former la deuxième fonction de calibration d'absorption.
5. Procédé selon la revendication 3 dans lequel

   - le procédé comporte une estimation du coefficient d'absorption, dans la couche superficielle, au deuxième instant ;

   - la deuxième fonction de calibration d'absorption est établie à l'aide de modélisations ou de mesures expérimentales effectuées sur des fantômes, chaque fantôme comportant :

   • une couche superficielle, dont le coefficient d'absorption correspond au coefficient d'absorption estimé, dans la couche superficielle, au deuxième instant ;

   • une couche profonde, dont le coefficient d'absorption est variable entre les différents fantômes.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel

   - la première distance de détection est inférieure à 2 cm ;

   - les deuxième et troisième distances de détection sont supérieures à 2 cm.
7. Dispositif (1) destiné à être appliqué face à une surface d'un objet entre au moins un premier instant et un deuxième instant, le dispositif comportant :

   - une source de lumière (10) configurée pour émettre un faisceau d'illumination (11), formant une zone d'illumination (12), à la surface de l'objet ;

   - un photodétecteur, configuré pour former un signal de détection à partir d'une détection de photons rétrodiffusés par l'objet, au niveau ;

   • d'une première zone de détection (14₁), s'étendant à une première distance de détection (d1) de la zone d'illumination ;

   • d'une deuxième zone de détection (14₂), s'étendant à une deuxième distance de détection (d2) de la zone d'illumination, la deuxième distance de détection étant supérieure à la première distance de détection ;

   • d'une troisième zone de détection (14₃), s'étendant à une troisième distance (d3) de détection de la zone d'illumination, la troisième distance de détection étant supérieure à la deuxième distance de détection ;

   - une unité de traitement (18), programmée pour mettre en oeuvre les étapes (ii), (iii), (v) et (vii) d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à partir de signaux de détection formés par le photodétecteur :

   • lors de l'étape (ii), à partir de photons détectés au niveau des deuxième et troisième zone de détection ;

   • lors l'étape (v), à partir de photons détectés au niveau de la première zone de détection ;

   • lors de l'étape (vii), à partir de photons détectés au niveau des deuxième et troisième zones de détection.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel

   - la première distance de détection est inférieure à 2 cm ;

   - les deuxième et troisième distances de détection sont supérieures à 2 cm.

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